2. CAPÍTULO II
2.4. MATERIALES Y METODOS
2.5.3. Análisis de Varianza Molecular (AMOVA)
Para este análisis los datos se dividieron en tres grupos: a) grupos correspondientes a las plantaciones de Tabasco, b) correspondientes a las accesiones de Bancos de Germoplasmas presentes en Tabasco y c) correspondientes al grupo de los diez grupos genéticos propuestos por Motamayor et al. (2008).
El AMOVA indica que existe una alta variación significativa dentro de los individuos de cada población (74%) que entre las poblaciones (19%) (Cuadro 2.5).
Cuadro 2.5. AMOVA en las poblaciones de estudio.
Fuente de variación Gl SCD SCMD Var Est VM % P value1
Entre poblaciones (grupos) 2 769.402 384.701 1.211 19% >0.001 Entre individuos 558 3161.485 5.666 0.437 7% Individuos dentro de la población 561 2688.500 4.792 4.792 74% Total 1121 6619.387 6.440 100%
1Probabilidad obtenida con un estimado de 999 permutaciones. SCD= suma de cuadrados, SCMD= suma
de cuadrado medio de la desviación, Var Est= variación estándar, VM= variación molecular.
Los tres grupos (plantaciones, bancos de germoplasma y grupos genéticos) y subpoblaciones (municipios) en estudio se encuentran relacionadas hacia la homocigosis, tal como lo indica el coeficiente de consanguinidad; ya que entre las subpoblaciones de la población en estudio (Plantaciones) se notó que este coeficiente es altamente significativo (Fst=0.188>0), al igual que
entre individuos (Fis=0.084>0) notándose una reducción en su nivel de heterocigosis (Cuadro 2.6).
Cuadro 2.6. Coeficiente endogámico entre población y subpoblaciones.
F-Statistics Valor P(rand >= data)
Fst 0.188 0.001
Fis 0.084 0.001
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A nivel de plantaciones el AMOVA indica que existe una variación significativa de los individuos dentro de la población (99%) que entre las poblaciones (1%) (Cuadro 2.7).
Cuadro 2.7. AMOVA correspondientes a las plantaciones de Tabasco. Fuente de
variación gl SC SCM Var Est VM % P value1
Entre poblaciones 10 67.246 6.725 0.067 1% >0.001
Individuos dentro
de la plantación 338 1611.500 4.768 4.768 99%
1Probabilidad obtenida con un estimado de 999 permutaciones. SCD= suma de cuadrados, SCMD= suma
de cuadrado medio de la desviación, Var Est= variación estándar, VM= variación molecular.
El coeficiente endogámico calculado, indica que las plantaciones y subpoblaciones (municipios)
de T. cacao en Tabasco se encuentran emparentadas. Entre las subpoblaciones de la población en
estudio (Plantaciones) se notó que este coeficiente es significativo (Fst=0.017>0), al igual que
entre individuos (Fis=-0.206>0) notándose una aumento en su nivel de heterocigosis (Cuadro
2.8).
Cuadro 2.8. Coeficiente endogámico en las plantaciones de Tabasco.
F-Statistics Valor P(rand >= data)
Fst 0.017 0.002
Fis -0.206 1.000
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2.6. DISCUSION
El conocimiento de la diversidad genética en plantaciones y bancos de germoplasma, en especial en especies que son parte de la herencia cultural de un país como es el caso del cacao en México, es crucial para el manejo y uso de los recursos genéticos disponibles.
En el presente estudio con 19 loci y 110 accesiones de los bancos de germoplasmas se revelaron en promedio 6.9 alelos por locus. La riqueza alélica de los bancos de germoplasma de Tabasco es mayor que la observada por Aikpokpodion et al. (2009) en el banco de germoplasma en Nigeria
con un promedio de 4.39 alelos por locus, y a la revelada por Schnell et al. (2005) en las
accesiones de los bancos de germoplasma de Hawai con 19 microsatélites (1.92 alelos por locus). En contraste Zhang et al. (2006b) estudiando 141 accesiones TARS del banco de germoplasma
del USDA en Mayaguez, Puerto Rico, con 15 iniciadores, encontró un promedio de 10.8 alelos por locus.
Entre las accesiones TARS del banco de germoplasma del USDA en Mayaguez, Puerto Rico, la heterocigosidad (Ho = 0.701) y diversidad genética (He = 0.651) son altas (Zhang et al., 2006b).
Resultados que son similares a lo observado en los bancos de germoplasma de Tabasco evaluados. En cuanto a la segregación alélica observó que fue de 187 bp (mTcCIR6) hasta 290 bp (mTcCIR22). En nuestro estudio esta fue de 133 bp (mTcCIR37) hasta 346 bp (mTcCIR18). Los valores de los parámetros genéticos y poder discriminante de un iniciador SSR varía según la población estudiada (Bhattacharjee et al. 2004; Sánchez et al. 2007; Zhang et al., 2009b;
Motilal et al., 2009; Boza et al., 2014). En el presente estudio se observó que el iniciador más
polimórfico respecto a las accesiones de los bancos de germoplasmas fue el mTcCIR37 con un total de 12 alelos. Para las plantaciones se observó hasta seis alelos en los mTcCIR6, 8 y 33. Zhang et al. (2009b) encontró de 5 hasta 18 alelos por iniciador SSR, con un promedio de 12
alelos por locus en 612 accesiones de la colección de cacao de Perú.
En esta colección fue el iniciador mTcCIR33 el que reveló mayor heterocigosidad y diversidad genética (Ho=0.642 y He=0.805). En las accesiones del Corpoica, Colombia con 25 SSR observó
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que el mTcCIR15 fue el más polimórfico al revelar 14 alelos (Sánchez et al. 2007). Y Motilal et al. (2009) identificó a los mTcCIR12, 15, 26, 33, 37, 42, 57, 243 y 244 son altamente
discriminantes para identificar individuos en colecciones de germoplasmas. Entre las accesiones de los bancos de germoplasma y de plantaciones de Tabasco, México los mTcCIR37 y 33 fueron los de más poder discriminante.
En el presente estudio la Ho (0.473) de las plantaciones fue baja y el mTcCIR33 fue polimórfico
en ambos grupos estudiados (plantaciones y bancos de germoplasma). En los bancos de germoplasma la Ho fue mayor (0.729). Crouzillat et al. (2001a) observó también un bajo nivel de
heterocigosidad (5%) y diversidad genética en el grupo del cacao Nacional de Ecuador. En contraste entre los híbridos de cacao Nacional con genotipos de Venezuela y Trinidad el nivel fue alto (32%). Boza et al. (2013) en 955 accesiones de República Dominicana analizadas con 14
SSR, identificó 117 alelos con un promedio de 8.36 alelos por locus. En las plantaciones locales identificó 113 alelos con un promedio de 8.07 alelos por locus. La heterocigosidad observada en el banco y las plantaciones locales fue alta: 0.67 y 0.60 respectivamente.
El resultado de la AMOVA muestra que la variación genética es significativa dentro de los individuos (99%) de la población que entre poblaciones (1%), similar a lo reportado por Zhang et al. (2009a) ya que identificaron que la variación es mayor dentro de las poblaciones.
En nuestro estudio el coeficiente de consanguinidad dentro de la población (Fis) fue de -0.206 y
menor en las subpoblaciones (Fst) 0.017; en ambos son significativamente mayor de cero por una
permutación de prueba a 999 (Peakall y Smouse, 2012). Indicando un desequilibrio de acuerdo a la ley de Hardy-Weinberg; es posible que los individuos de la población proceden de un apareamiento no aleatorio, causado por la introducción de un nuevo individuo dentro de la población, alterando la frecuencia alélica (Hardy, 1908).
Es importante una revisión de las accesiones de los bancos de germoplasma ya que a través de estos estudios moleculares se han encontrado genotipos duplicados en los bancos de germoplasma, Boza et al. (2014) identificó que los clones mexicanos RIM 117, 75, 52, 15 y 2
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sinónimos. Irish et al. (2010) al igual identificó que 16 clones RIM de México son genéticamente
sinónimos. El genotipo CC 225 originalmente proviene de la cruza entre el Scavina 6 y el ICS 1. El clon CC 225 también se encuentra en el banco de germoplasma del INIFAP, México. En un estudio realizado en CATIE utilizando RFLPs se encontró que genéticamente este clon CC 225 diferente al genotipo con el mismo nombre que se encuentra en el banco internacional del CATIE, Costa Rica (Crouzillat et al., 2001a). Evidencia clara de la importancia de los estudios
moleculares en la identificación correcta de los clones para evitar errores genéticos en los programa de mejoramiento al emplear clones incorrectamente nombrados.
El consumo de cacao en México data desde tiempos antiguos, 3,800 años (1800-1000 a C.) en las culturas Olmecas y Mokayas (Powis et al., 2011; Coe y Coe, 2013). Vestigios de las antiguas
plantaciones es lo que se ha identificado y catalogado como plantas de cacao silvestre en la selva Lacandona de Chiapas y en rejollas de Yucatán (Miranda, 1962; Gómez-Pompa et al., 1990).
Esto llevó a Cuatrecasas (1964) a plantear la hipótesis que Centroamérica es el sitio de origen del cacao tipo Criollo.
Los primeros estudios genéticos de las poblaciones de cacao criollo en México indicaban que estas son diferentes entre sí pero similares a los del Alto Amazonas (De la Cruz et al., 1995;
Whitkus et al., 1998). Actualmente Motamayor et al. (2008) indican que el cacao criollo es
originario del Alto Amazonas en Sudamérica.
En el presente estudio se identificaron tres alelos nuevos en plantaciones de Tabasco. Dos de ellos se encuentran en el grupos de los criollos propuesto por Motamayor et al. (2008). Esto
parece indicar que genéticamente aún hay genotipos criollos en Tabasco. Así mismo la muestra proveniente de Yucatán, México se encuentra muy cercana al grupo de los criollos de Motamayor et al. (2008) y es muy probable que sea el cacao descrito por Miranda (1962) y
clasificado como criollo por Cuatrecasas (1964).
En el mismo cuadrante del ACP se encuentran muestras de las plantaciones de cacao de Tabasco, indicando que probablemente el cacao cultivado en Tabasco por semilla es la cruza de Criollo (Nativo Mexicano) con el material introducido tipo forastero de Sudamérica. Esto es de
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importancia debido a la calidad del grano de cacao asociado a este tipo de cacao. Probablemente también hay variación genética no solo para características relacionadas con el rendimiento sino también de calidad de cacao en las plantaciones del estado de Tabasco.
En los 80s los productores de la zona cacaotera de Tabasco y Chiapas tenían preferencia por
cultivar el cacao “guayaquil”, un tipo amelonado, por su rendimiento y tolerancia a
enfermedades, (principalmente P. capsici). También se cultivaba el tipo forastero amelonado
“Ceylán”, posiblemente introducido en 1900. Además se cultivaba una variedad tipo calabacillo
que se nombra “Patastillo” (Enríquez, 1985).
En el presente estudio genético se encontró que el Forastero del Bajo Amazonas conocido como Amelonado se encuentra presente en plantaciones de Tabasco, México, ya que las muestras Tc- 29502, Tc-29523, Tc-29524, Tc-29534, Tc-29625, Tc-29668 y Tc-29725 de las plantaciones en Tabasco son genéticamente cercanas al Matina 1-6 (Tc-23069). En este caso este tipo de cacao del Bajo Amazonas al cruzarse con los Criollos Nativos originaron al complejo de híbridos (Trinitarios) que actualmente se cultivan en Tabasco (Limón, 1945; Alonso, 1984) y que contienen genes aun de criollos puros nativos de Tabasco (Miranda, 1962; Cuatrecasas, 1964; Motamayor et al., 2002). Esto a lo mencionado anteriormente donde las muestras que revelan
alelos nuevos se encuentran en el grupo de los criollos pero a su vez están relacionadas con el grupo cercano a los amelonados.
Probablemente al realizar el análisis de la estructura de la población, será posible la formación de tres grupos genéticos en las poblaciones de cacao de Tabasco: los Criollos, los híbridos cruzas con los amelonados y los híbridos cruzas con híbridos de criollos. Posiblemente los híbridos entre criollos estén dando origen a lo que se ha llamado criollos modernos (Motamayor et al.,
2000, 2002, 2003).
Motamayor et al. (1998) indican que las plantaciones de cacao del estado de Tabasco
corresponden al grupo genético Trinitario y que morfológicamente los frutos corresponden al tipo angoleta. Nuestro resultado indica que solo una porción de la población de cacao de Tabasco pueda corresponder a lo que este autor indica, ya que se observa que dentro del grupo de los
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amelonados hay cruzas con criollos (Trinitario) y que éstos revelan genes nuevos producto posiblemente de la recombinación.
Whitkus et al. (1998) indicaba que las poblaciones de tipo criollos de Tabasco son las más
polimórficas (73.4%), en comparación con las de Chiapas (12.3) y Yucatán (8.8) y que genéticamente las poblaciones silvestres existentes en Chiapas están relacionados con los cultivares de tipo criollos de Tabasco, pero distintos a las poblaciones silvestres de Yucatán. El criollo identificado en Comalcalco es similar (96%) a los tipos criollos y al grupo de Sudamérica (Criollos, Forasteros y Trinitarios). Motamayor et al. (2002) encontró una diversidad de 0.04
para los Criollos antiguos y 0.78 para los Forasteros.
En Tabasco, la nueva visión del productor y de las entidades estatales y federales relacionadas con el sector agrícola, para continuar la actividad cacaotera, es plantar genotipos resistentes a M.
roreri, que sean productivos y produzcan un cacao de calidad. M. roreri es una enfermedad que
está causando grandes pérdidas en la producción de cacao en el estado. Si esto no se realiza, la opción del productor es cambiar a otros cultivos más rentables.
Esto es una pauta para realizar investigación básica y aplicada en el cultivo de cacao para que la transferencia de tecnología sea basada en conocimiento científico generado en la región. Para ello es necesario y urgente la identificación de genotipos con alto rendimiento productivo, diseñar estrategias del manejo sustentable del cultivo y el control de las enfermedades y plagas, identificar genotipos locales con tolerancia a M. roreri y a futuro, crear genotipos (cruzas,
híbridos) encaminados a la resistencia de enfermedades e incremento de la productividad y calidad.
Todo basado en información morfológica (atributos) y molecular (genético) para aplicar la selección asistida por marcadores moleculares. Esta selección apoyada en el conocimiento de regiones del genoma implicadas en la variación de un carácter a efecto cuantitativo (QTL), disminuye el tiempo obtención de un híbrido, en comparación con el mejoramiento genético tradicional.
83
2.7. LITERATURA CITADA
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